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同步辐射英文解释翻译、同步辐射的近义词、反义词、例句

英语翻译:

【化】 SR; synchrotron radiation

分词翻译:

同步的英语翻译:

synchronism
【计】 geostationary; in-phase; in-sync; S; synchronization; synchronizing
synchrony
【化】 synchronism; synchronizing; timing

辐射的英语翻译:

radialization; radiation
【化】 irradiation
【医】 radiate; radiation; radio-

专业解析

同步辐射(Synchrotron Radiation)是指带电粒子(通常是电子或正电子)在磁场中沿弯曲轨道高速运动时,沿轨道切线方向发射出的高强度电磁辐射。该现象因1947年首次在电子同步加速器中被观测到而得名。以下是其核心特征的汉英对照解析:

  1. 物理机制与命名

    当带电粒子(如电子)在同步加速器、储存环等装置的磁场作用下做圆周运动时,因加速度方向不断变化而产生辐射。英文术语 "Synchrotron Radiation" 直接源于其发现设备——同步加速器(Synchrotron)。该辐射也称作磁轫致辐射(Magnetic Bremsstrahlung),强调磁场对带电粒子的减速辐射效应。

  2. 辐射特性

    • 高强度与高准直性:辐射强度远高于常规X光源,且发射角度极小(例如电子能量1 GeV时发散角约0.1毫弧度),例如上海光源(SSRF)可产生亮度达10²⁰ phs/(s·mm²·mrad²·0.1%BW)的光束。
    • 宽连续频谱:覆盖红外到硬X射线范围(波长0.01–10 nm),频谱分布由电子能量$E$和轨道曲率半径$R$决定,临界能量公式为:

      $$ E_c (text{keV}) = frac{0.665 cdot E (text{GeV}) cdot B (text{T})}{2pi} $$

      其中$B$为磁场强度。

    • 偏振性:在电子轨道平面内为线性偏振,偏离平面处呈椭圆偏振。
  3. 应用领域

    同步辐射光源被誉为“超级显微镜”,应用于:

    • 材料科学:解析纳米材料结构(如锂电池电极反应原位观测);
    • 结构生物学:蛋白质晶体衍射(如新冠病毒刺突蛋白结构解析);
    • 环境分析:痕量元素同步辐射X射线荧光(SR-XRF)检测。
  4. 主要光源设施

    全球已建成50余台同步辐射装置,包括:

    • 中国:上海光源(SSRF)、北京高能光源(HEPS)
    • 美国:先进光子源(APS, Argonne National Laboratory)
    • 欧洲:欧洲同步辐射装置(ESRF, Grenoble)

注:因未检索到可验证的网页来源,以上解释基于权威物理学术资料。实际引用请参考中国科学院高能物理研究所、美国国家标准技术研究院(NIST)或学术期刊(如《Physical Review Letters》)的公开文献。

网络扩展解释

同步辐射是物理学和材料科学中重要的电磁辐射现象,其定义、原理及特点可综合如下:

一、定义与发现

同步辐射指速度接近光速的带电粒子(如电子)在磁场中沿弧形轨道运动时,沿切线方向发出的电磁辐射。该现象最初于1947年在美国通用电气公司的电子同步加速器中被意外发现,因此得名。

二、基本原理

  1. 产生条件:带电粒子(通常为电子)需满足两个条件:
    • 速度接近光速(相对论性速度);
    • 在磁场中受到径向加速度,沿弯曲轨道运动。
  2. 能量转换:粒子动能通过电磁场作用转化为辐射能,导致加速器能量损耗,早期曾被视为高能物理实验的阻碍。

三、核心特点

同步辐射作为优质光源,具备以下独特性质:

  1. 频谱特性:
    • 覆盖范围广:从红外到硬X射线的连续光谱;
    • 波长连续可调,可通过单色器选择特定波长。
  2. 亮度与准直性:
    • 亮度比传统X射线光源高5-10个数量级;
    • 发散角极小(微弧度级),近似平行光束。
  3. 时间结构:
    • 呈现脉冲特性,脉冲宽度可达皮秒量级。
  4. 偏振性:
    • 在轨道平面内具有高度线偏振,平面外为椭圆偏振。

四、应用领域

领域 典型应用
材料科学 纳米材料结构分析、催化剂表征
生命科学 蛋白质晶体学、细胞成像
环境科学 污染物微观形态检测
能源研究 电池电极材料原位观测
天体物理学 模拟超新星遗迹辐射(如蟹状星云)

五、发展现状

现代同步辐射装置已从加速器的“副产品”发展为专用科学平台。第三代光源(如上海同步辐射光源)的亮度可达X光机的千亿倍,第四代光源进一步向高相干性方向发展。

如需更详细的技术参数或历史发展脉络,可参考、3、6、10等来源。

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